基于虛擬樣機技術(shù)的危險區(qū)域探測機器人運動學(xué)及動力學(xué)分析.pdf

1、近年來，煤礦安全生產(chǎn)問題引起了社會的廣泛關(guān)注，我國政府更是加大力度對各級煤礦進行整頓和規(guī)范。除了規(guī)范管理之外，還要采用先進的技術(shù)和設(shè)備用于礦難的救護工作。在煤炭事故發(fā)生后，急需一種能夠代替救護隊員第一時間進入災(zāi)區(qū)完成現(xiàn)場探測的設(shè)備，將現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)檢測出來并將數(shù)據(jù)傳回指揮中心，以減少救護隊員因到未知地區(qū)進行探測而造成傷亡。作為煤礦救災(zāi)機器人的研究，本課題研究的目的，就是要研究一種能遙控進入人員不宜進入的危險場所，偵察現(xiàn)場情況的探測機器人

2、。 本文介紹了山東大學(xué)自主研發(fā)的SDU-LURKER系列危險區(qū)域探測機器人。首先介紹了研發(fā)LURKER課題的來源、背景、意義及國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀。了使大家對機器人平臺有直觀的認(rèn)識，介紹了機器人的機械結(jié)構(gòu)和內(nèi)部驅(qū)動結(jié)構(gòu)。同時，介紹了課題設(shè)計的方案及指標(biāo)。 本論文構(gòu)建了危險區(qū)域探測機器人運動學(xué)和動力學(xué)模型，并基于運動學(xué)模型提出了機器人水平直線運動和水平轉(zhuǎn)彎運動的軌跡控制；基于動力學(xué)模型可以使實現(xiàn)一套應(yīng)對不同障礙物如斜坡、樓梯、

3、陡直障礙等的越障或避障策略。文中給出了較為詳細(xì)的運動學(xué)和動力學(xué)的分析、推導(dǎo)，并將結(jié)果實現(xiàn)成算法并應(yīng)用于機器人實體上。 文章還利用近年來比較熱門的虛擬樣機技術(shù)，在ADAMS（機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析）平臺上分析機器人的運動學(xué)和動力學(xué)方程，并將一些算法進行仿真，得到大量仿真數(shù)據(jù)，以判斷是否適合機器人本體環(huán)境。 最后將研究的算法應(yīng)用于機器人實體上進行實驗，得出機器人實體的實驗數(shù)據(jù)，真正實現(xiàn)了從理論到實踐的過渡。 在文章的